应力集中现象发生在零件的几何不连续区域,局部应力远大于名义应力,是引起结构失效的重要力学原因。在工程实际中,为了某些用途,通常需要在零件上开孔、开槽、开缺口、制作台阶等,这些几何不连续区域会出现应力集中现象。常见的几何不连续可查笔者前作《图》 文并茂!几何不连续与载荷类型
标准试件在各类载荷下,无应力集中截面的的应力分布如下图所示。
应力集中现象的光弹试验。
实例一:
实例二:
应力集中系数的定义:最大应力除以名义应力。如下图所示。
板上开圆孔的名义应力,如下图所示。
两种应力集中系数与开孔大小之间的关系,如下图所示。
轴上开凹槽的名义应力,如下图所示。
在有限元网格划分中,对于应力变化比较剧烈的区域,网格必须小一些;次要区域、非关注区域、或者应力变化比较平缓的区域,网格可以大一些。当零件存在凹槽或孔洞等几何不连续时,在凹槽或孔洞附近会发生应力集中现象,该处应力较大且变化剧烈,所以必须把该处网格划得足够细小,才能获得该处应力的网格无关解。